新材料根據溫度變化執行不同任務
發布時間：2023年12月13日
來源：科技日報
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美國伊利諾伊大學厄巴納-香檳分校和休斯頓大學科學家在最新一期《科學進展》雜志發表論文稱，他們開發出了一種新型復合材料，可根據溫度變化改變行為，執行特定任務，這種材料有望成為下一代能與環境互動的自主機器人的一部分。
研究人員利用計算機算法、兩種不同的聚合物、3D打印以及材料逆向工程技術等，研制出了這種新材料。實驗結果顯示，該材料會隨著溫度變化而膨脹或收縮。
要想研制出一種能根據環境以特定方式作出反應的新材料或設備，單憑人類直覺進行概念化極具挑戰性，因為可能性太多了。因此，研究人員決定利用計算機算法，幫助確定材料特性和幾何形狀的最佳組合。
該團隊首先借助計算機建模，對一種雙聚合物復合材料進行了概念化模擬，該復合材料可以根據用戶輸入或自主傳感在不同溫度下表現出不同行為：在低溫下表現得像軟橡膠；在高溫下表現得像硬塑料。
隨后，研究人員制造出這種復合材料并測試了其對溫度變化的反應能力，以執行一項簡單的任務：打開LED燈。測試結果表明，這種具有智能溫度傳感能力的材料在機器人領域可能非常有用。例如，如果機器人的承載能力需要隨溫度變化而改變，材料就會“知道”并調整其行為，以停止或執行不同任務。
新研究的下一個目標是使用這項技術為材料的程序化或自主行為增加另一層次的復雜性，如感知來自另一個物體的撞擊的能力，這對機器人材料應對現場的各種危險以及突發情況至關重要。